豫西崤山后河岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

卢仁，梁涛，卢欣祥，白凤军

（1.河南省有色金属地质勘查总院，郑州 450052；2.河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室，郑州 450052；3.河南省国土资源科学研究院，郑州 450053）

豫西崤山后河岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

卢仁1,2，梁涛1,2，卢欣祥3，白凤军1,2

（1.河南省有色金属地质勘查总院，郑州 450052；2.河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室，郑州 450052；3.河南省国土资源科学研究院，郑州 450053）

与豫西小秦岭和熊耳山地区相类似，崤山北部也出露一系列中酸性小岩体，但与之相关的成矿作用明显较弱，因此长期未获得应有的关注。崤山北部小岩体的形成时代与区域成岩成矿时代之间的匹配关系对其深部构造演化研究及成矿潜力评价具有重要意义，鉴于此，作者对后河岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。后河岩体定年样品HH01的岩性为中-细粒黑云母二长花岗岩，30个锆石测点中有27个测点的测定值位于207Pb/235U-206Pb/238U一致线上，相应的206Pb/238U年龄介于124～134 Ma之间，加权平均年龄为128±1Ma（MSWD=1.02），属早白垩世。后河岩体是岩石圈拆沉作用的产物，其形成时代处在东秦岭地区广泛而强烈的成岩成矿作用时限内，且显示了Au、Ag、Cu、Mo、W等元素的异常富集，具有较大的内生金属成矿潜力。

后河岩体；锆石U-Pb；岩石圈拆沉；成矿潜力；崤山

河南省燕山期酸性侵入岩极为发育，共出露179个岩体，总面积达5286 km2[1]，其中小秦岭-崤山-熊耳山地区便是豫西燕山期酸性侵入岩集中出露区之一。豫西小秦岭和熊耳山地区还产有大量的内生金属矿床，与其密切相关的酸性侵入岩获得了广泛的关注，如小秦岭的文峪岩体和娘娘山岩体[2-6]，熊耳山Au、Mo矿集区内的花山岩基、五丈山岩体以及祁雨沟、雷门沟爆破角砾岩[7-17]。相比之下，崤山北部地区的花岗岩长期未获得足够的重视。本文报道了崤山北部后河岩体的LA-ICP-MS锆石定年结果，并探讨了后河岩体形成的深部动力学背景和成矿潜力。

1 区域地质特征

崤山地区位于华北克拉通南缘（图1a），其东、西两侧分别为熊耳山和小秦岭，区内主要出露太古宇太华群变质岩系、中元古界熊耳群火山岩系及中元古界官道口群碳酸盐岩，其北端局部出露古生界（图1b）[1]。崤山北部形成以太华群为核部、熊耳群为两翼的穹窿背斜，中部和南部分别为官道口群组成的杜关向斜和夜长坪背斜；断裂构造以近东西向为主，如川口-宫前断裂、潘河-马超营断裂和银家沟-南坪断裂，其次为近北东向和近北西向[1]。

崤山地区岩浆岩活动频繁，除广泛出露的中元古代熊耳群火山岩之外，还分布有少量的中元古代辉绿岩、新元古代晋宁期闪长岩、古生代闪长岩和燕山期（石英）闪长岩、花岗（斑）岩小岩体以及正长斑岩岩脉[1]。崤山地区出露一系列燕山期酸性小岩体，如位于崤山北部的后河、龙卧沟、白石崖等岩体，后瑶峪、柳关等岩体出露于崤山南部。

作为河南省华熊台缘凹陷Au、Ag、Mo、W、S、Fe多金属成矿带的组成部分之一，崤山地区主要出露与燕山期浅成、超浅成花岗斑岩相关的Au、Ag、Mo、W、S、Fe多金属矿床[18]。崤山南部主要形成斑岩-矽卡岩型S、Fe、Mo、W、Cu、Pb、Zn等矿床，如银家沟S、Fe、Cu、Mo、Pb多金属矿床；崤山北部主要形成石英脉型和构造蚀变岩型Ag、Au、Pb矿床，如半宽Au（Pb）矿、申家窑

Au矿、野乔河Au矿、大方山Au矿、葫芦峪Au矿和唐山村Au矿床（图1b）。

后河岩体位于崤山北部，出露面积约0.04 km2，北东距龙卧沟岩体约3 km。后河岩体的北西端、南东端以及南西端与太古宇太华群变质岩系呈侵入接触关系，其余为新生界不整合覆盖（图1c）。后河岩体主体岩性为中-细粒黑云母石英二长岩和中-细粒黑云母二长花岗岩，可见斑状黑云母二长花岗岩。岩石新鲜面呈灰白-灰红色，块状构造，自形-半自形粒状结构，主要矿物为碱性长石（30%～40%）、斜长石（25%～35%）和石英（15%～25%），暗色矿物以黑云母（5%～10%）为主，副矿物以榍石、磁铁矿、磷灰石等为主，镜下可见锆石和黄铁矿，斜长石和钾长石发育一定程度的绢云母化，可见黑云母的绿泥石化。

图1 豫西崤山北部后河岩体地质简图Fig. 1 Simplified geologic map of the Houhe granite roth body in north Xiao Mountain,western Henan Provincea.河南省构造分区简图（据文献[1]简化）：I.华北克拉通；II.秦岭造山带；F.栾川-确山-固始深大断裂带b.豫西崤山北部地质简图（据文献[1]简化）：1.新生界；2.古生界；3.元古界官道口群；4.元古界熊耳群；5.太古宇太华群；6.元古代辉绿岩；7.中生代花岗岩；8.断层；9.Au矿床c.后河岩体地质简图（据脚注①河南省地质矿产厅，张村幅1∶50000地质图说明书，1995.1-54简化）：1.新生界，2.太古宙变质岩系；3.中生代花岗岩；4.元古宙闪长玢岩

2 后河岩体的锆石LA-ICP-MS测试

2.1 分析方法

本次研究样品HH01的锆石单矿物分选由河北省廊坊区调所实验室完成，将分选后的锆石粘贴在环氧树脂表面打磨抛光制靶，样品靶制成以后先在光学显微镜下对所有锆石颗粒进行反射光和透射光观察，然后进行阴极发光（CL）照相，对这些锆石颗粒的影像特征进行综合分析以初步判别其成因，同时设计最恰当的测点，以避开包裹体或杂质、裂缝。

LA-ICP-MS锆石定年在北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室完成。剥蚀系统的激光发射器使用德国Coheren公司的COMPex Prol02型准分子激光器，激光束斑直径约32μm，使用高纯He气作为载气将激光剥蚀物送入等离子质谱仪。质谱仪型号为美国Agi lent公司的ICP-MS 7500ce。定年测试中，标样91500、Plesovice、Qinghu、NIST610、NIST612及NIST614和样品锆石有序穿插进行测试。锆石测点的U-Pb同位素比值处理和表面年龄计算使用Gl it ter软件来完成，普通Pb校正使用Andersen（2002）[19]的方法，加权平均年龄的计算和U-Pb协和图的绘制使用Isoplot软件[20]完成。

2.2 样品特征

样品HH01的岩性为中-细粒黑云母二长花岗岩，

呈灰红色，块状构造，自形-半自形粒状结构。碱性长石含量约35%，以钾长石为主，多呈长柱状，发育卡氏双晶和一定程度的土化；斜长石含量约30%，发育聚片双晶和一定程度的绢云母化，石英含量约25%，他形粒状为主。黑云母含量约5%，可见绿泥石化，副矿物以榍石、磁铁矿、磷灰石、锆石、黄铁矿等为主。

从样品HH01中分选获得的锆石数量大于1000粒，大部分无色透明，个别锆石呈浅淡黄色，部分锆石可见裂纹和暗色包裹体。大多数锆石晶型完整，多呈柱状，可见近等轴状，锆石长轴粒径以100μm～150μm为主，短轴粒径以50μm～100μm为主，大多数锆石发育清晰、致密、均匀的韵律震荡环带（图2），为典型岩浆锆石。

2.3 锆石U-Pb定年结果

样品HH01的U-Pb锆石LA-ICP-MS定年结果见表1和图3。

对样品HH01累计进行了30个锆石测点的分析（表1），其中测点HH01-01，-02和-16的测定值明显偏离207Pb/235U-206Pb/238U一致线，其余27个测点的测定值均位于207Pb/235U-206Pb/238U一致线上，其206Pb/238U年龄介于124～134 Ma之间，Th/U比值介于0.61～0.99之间，它们的加权平均206Pb/238U年龄为128±1 Ma（95%置信度），MSWD=1.02（图3）。结合上述样品锆石CL图像特征，128±1 Ma可以解释为同岩浆锆石的结晶年龄。

图2 后河岩体样品HH01锆石阴极发光图像Fig. 2 Cathodoluminescence images of the zircons in sample HH01 from Houhe granite

3 讨论与结论

3.1 后河岩体形成时代

后河岩体LA-CIP-MS定年样品HH01为新鲜的中-细粒黑云母二长花岗岩，样品锆石具有清晰的振荡环带，位于U-Pb谐和线附近27个测点的Th/U比值介于0.61～0.99之间，与典型的岩浆锆石特征[21]相吻合，27个锆石测点的加权平均206Pb/238U年龄128±1 Ma（95%置信度），此年龄可以代表后河岩体的形成时代。

前人报道了后河岩体的K-Ar同位素定年结果为89 Ma，形成于晚白垩世①。鉴于K-Ar同位素体系难以在花岗岩造岩矿物中保持封闭，往往使得K-Ar年龄低于真实结晶年龄，其可信度远远低于LA-ICP-MS锆石定年结果。因此，后河岩体的K-Ar年龄仅供参考。综合考虑，后河中-细粒黑云母二长花岗岩岩体形成于128±1 Ma，为早白垩世岩浆活动的产物。

3.2 构造背景

在崤山北部地区，后河岩体北距龙卧沟岩体约为3 km，后者的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为128± 1 Ma[22]，西距后河岩体约15 km的白石崖岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为135±3 Ma[23]。位于崤山南部后瑶峪岩体和柳关岩体的锆石U-Pb年龄分别为131±1 Ma和132±1 Ma[24]。由此看出，崤山地区发育与后河岩体形成时代相接近的花岗岩岩浆

活动。

图3 后河岩体样品HH 01锆石U-Pb谐和曲线及定年结果Fig. 3 Concordia diagrams for U-Pb age of the zircons in HH01 from Houhe granite

表1 后河岩体样品HH 01锆石LA-ICP-MS定年结果Table 1 LA-ICP-MS dating results of zircons in HH01 from Houhe granite

崤山西侧的小秦岭地区也出露与后河岩体时代相接近的花岗岩岩浆活动。文峪和娘娘山岩体的锆石U-Pb定年表明它们均形成于早白垩世[3,4,6]，其中206Pb/238U年龄谐和程度较好的文峪和娘娘山岩体定年结果分别为130.6±1.4 Ma和133.7±1.4 Ma[6]。三门峡高庙石英闪长玢岩位于后河岩体以北约28 km处，它的LA-ICP-MS年龄为135.3±1.5 Ma[25]。文峪岩体、娘娘山岩体和高庙岩体均具有埃达克岩属性，是华北克拉通岩石圈减薄的产物[3-6,25]。

在崤山东侧的熊耳山内也存在与后河岩体时代相近的花岗岩岩浆活动。花山岩基的4件样品的锆石U-Pb年龄集中于127.6±1.1 Ma到31±2 Ma之间[16,17,26]，斑竹寺岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为129±1 Ma[27]，金山庙岩体2件样品的U-Pb年龄分别为127.6±1.6 Ma和129.3±1.5 Ma[17,26]。龙门店-沙沟Ag多金属矿集区内蒿坪沟花岗斑岩的SHRIMP锆石定年结果为134±1 Ma[16,29]。狮子庙Au-Mo矿集区内石窑沟Mo矿含矿斑岩3件样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄依次为132.8±1.1 Ma、134.0±1.0 Ma和134.3±1.1 Ma[30]。祁雨沟Au矿16号爆破角砾岩下伏花岗斑岩的LA-ICP-MS锆石年龄为136.6±2.3 Ma[15],雷门沟Mo矿中斑岩体的SHRIMP锆石定年结果为136.2±1.5 Ma[14]，鱼池岭Mo矿中花岗斑岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为133.6±1.3 Ma[31]。

秦岭造山带经历了前造山、主造山和后造山3个具有不同构造体制背景的构造演化历程，印支末期扬子板块与华北板块的完全对接拼合形成统一的板块，秦岭地区的地质演化进入了板内阶段[32,33]。罗照华等[34]指出，由各种块体经长期反复拼合而成的大陆板块具有复杂的岩石圈不均一性和重力不稳定性，在统一的地幔对流体制下，这种不均一性将导致各个组成块体产生不同的深部响应。另外一方面，属于KCG类花岗岩的龙卧沟岩体也具有埃达克岩属性，为岩石圈拆沉作用的产物[35]，基于形成时间和就位空间的考虑，后河岩体与龙卧沟岩体是同一深部动力学过程的产物。这不仅与小秦岭-熊耳山地区～128 Ma中基性岩墙所揭示的岩石圈拆沉作用[36]相吻合，而且与同时代的小秦岭文峪岩体、娘娘山岩体和高庙岩体的深部动力学过程相互印证，还与包括秦岭在内的中国东部岩石圈巨大减薄[37,38]这一重大地质构造事件相一致。

综上分析，可以认为崤山北部后河岩体是早白垩世东秦岭地区岩石圈拆沉作用的产物，是对我国东部中生代岩石圈巨大减薄的地质响应之一。

3.3 成矿潜力

崤山北部主要形成石英脉型和构造蚀变岩型Ag、Au、Pb矿床，其中柳树沟Au矿段石英和方铅矿的Ar-Ar等时线年龄分别为133.0±2.7 Ma和126.0± 2.5 Ma[39]，表明崤山北部存在与后河岩体近同时代的Au成矿作用。在崤山西侧小秦岭地区也存在一期与后河岩体近同时的Au成矿作用，东闯Au矿507号脉主成矿期绢云母的Ar-Ar坪年龄为132.2±2.6 Ma[2]、李等[40]获得的东闯Au矿三个成矿阶段的Ar-Ar坪年龄依次为142.9±2.9 Ma（I阶段）、132.2± 2.6 Ma（II阶段）和128.3±6.2 Ma（III阶段）。红土岭Au矿Q875号脉蚀变岩中两件黑云母样品的Ar-Ar等时线年龄分别为128.3±0.3 Ma和126.9± 0.3 Ma[41]。泉家峪Mo-Au矿的2件辉钼矿的Re-Os模式年龄分别为129.1±1.6 Ma和130.8±1.5 Ma[42]。

熊耳山地区也存在一期与后河岩体形成时代相接近的内生金属成矿作用。蒿坪沟Ag多金属矿床H15矿脉近矿蚀变岩中绢云母的39Ar/40Ar坪年龄为134.9±0.8 Ma[28]，铁炉坪Ag多金属矿床近矿蚀变岩中绢云母的39Ar/40Ar坪年龄为134.6±1.2 Ma[43]。石窑沟Mo矿的辉钼矿Re-Os加权平均年龄为133.4±1.0 Ma，等时线年龄为135.2±1.8 Ma[44]，Han等[29]获得石窑沟Mo矿辉钼矿Re-Os加权平均年龄和等时线年龄分别为132.2±2.8 Ma和135.2± 2.9 Ma。沙坡岭Mo钼矿一件辉钼矿样品的Re-Os同位素模式年龄为126.8±1.7 Ma[45]，刘军等[46]的沙坡岭Mo矿5件样品的辉钼矿Re-Os同位素模式年龄介于125.4±2.2 Ma-129.4±3.4 Ma之间，加权平均年龄为127.2±0.9 Ma。祁雨沟Au矿4号角砾岩筒中的黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄126±11 Ma[47]，7号角砾岩中辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为135.6±5.6 Ma[15]。雷门沟Mo矿中辉钼矿Re-Os同位素的模式年龄介于131.6±2.0 Ma～33.1±1.9 Ma之间，加权平均年龄为132.4±1.9 Ma[14]。鱼池岭Mo矿辉钼矿Re-Os同位素的模式年龄介于130.3± 2.0 Ma～138.1±2.2 Ma之间，加权平均年龄为131.1±0.8 Ma[48]。

由此可见，小秦岭-熊耳山地区存在一期广泛

而强烈的、与后河岩体形成时代相接近的内生金属成矿作用，且它们均与小秦岭-熊耳山地区同时代的花岗岩具有密切的时空关系。申家窑Au矿床紧邻后河岩体，重力和航磁异常特征揭示崤山北部存在隐伏岩体[49,50]，后河岩体也显示了Au、Ag、Cu、Mo、W等元素的异常富集信息（表2）。所以，后河岩体具有较大的内生金属成矿潜力，它应当是崤山北部隐伏矿床寻找有望获得突破的地区之一。

表2 后河岩体Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo和W元素含量Table 2 Contents of Au, Ag, Cu, Pb, Zn, Mo and W in Houhe body

综上所述，可以获得以下结论：

（1）后河岩体的锆石206Pb/238U年龄为128±1 Ma，形成时代为早白垩世。

（2）后河岩体是岩石圈拆沉作用的产物，是对我国东部岩石圈巨大减薄的地质响应之一。

（3）后河岩体与小秦岭-熊耳山地区早白垩世广泛而强烈的成岩成矿作用近同时，且后河岩体显示了Au、Ag、Cu、Mo、W等元素的异常富集信息，表明其具有较大的内生金属成矿潜力。

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LA-ICP-MSZircon U-Pb Dating of the Houhe Graniteand its Geologic Implication in Xiao Mountain,W estern Henan Province

LYU Ren1,2,LIANG Tao1,2,LU Xinxiang3,BAIFeng-jun1,2
（1.General Institute of Non-ferrousM etalsGeologic Exploration,Zhengzhou,Henan Province,450052,China;2.Key Laboratory of Deep Ore-prospecting technology Research forNon-ferrousMetalsofHenan Province,Zhengzhou,Henan Province,450052,China; 3.Institute of Land and Resourcesof Henan Province,Zhengzhou,Henan Province,450053,China）

There are several small intermediate and acid intrusions in north Xiao Mountain,which is sim ilar to Xiaoqinling and Xiong’er Mountain.Them ineralization realated to the small intrusions in Xiao Mountain,however,isweaker obviously than in Xiaoqinling and Xiong’er Mountain,and research work on the small intrusions in Xiao Mountain is lim ited.Thematch relationship between ages of the small intrusions in Xiao Mountain and regional formation time of intermediate and acid intrusions and ore deposits has become important to understand its deep dynam ic process and esitmatem ineralization potential.The zircon U-Pb datingmethod of LA-ICP-MS was used to conform the age of Houhe granite.The sample of HH01 used to be dated from the Houhe body ismedium-fine grained biotitemonzonitic granite.There are 30 zircon spotswere analysed,27 results of them are in concord w ith the207Pb/235U-206Pb/238U trendline.Their206Pb/238U ages are from 124Ma to 134Ma,and theweighted average age is 128±1Ma,which has suggested that the Houhe body was formed in early Cretaceous.The Houhe body is the product of lithosphere delam ination in early Cretaceous,and the formation age of the Houhe body falls into time intervalof extensive and intensive endogeneticm ineralization in eastQinling orogen belt.Samples from the Houhe body have displayed obvious enrichment in Au,Ag,Cu,M o and W.Itwas considered that the Houhe body hasgreatly endogeneticm ineralization potential.

Houhe granite;zircon U-Pb dating;lithosphere delam ination;m ineralization potential;Xiao Mountain

P597+.3

：A

：1672-4135（2013）04-0263-08

2013-07-17

河南省国土资源厅科技攻关项目：崤山-熊耳山地区成矿预测与勘查关键技术研究（2011-622-36）和豫西中-酸性隐伏岩体的识别及其成矿作用（2011-622-25）；河南省有色金属地质矿产局科研项目：河南省铝土矿及其含矿岩系的稀有、稀土元素成矿潜力分析（YSDK2012-03）。

卢仁（1979-），女，博士，工程师，现主要从事地质矿产勘查和区域成矿研究工作，E-mail∶luren7901@126.com。